Приводные устройства

В ленточном конвейере движущая сила ленте передается трением при огибании ею приводного барабана или при контакте приводной ленты с грузонесущей.

Основными элементами привода ленточного конвейера являются один или два (реже три) приводных барабана и приводные блоки, состоящие из электродвигателя, редуктора, соединительных муфт и тормоза, обводные барабаны, пусковая и регулирующая аппаратура.

Приводы ленточного конвейера выполняются

однобарабанными с одним или двумя двигателями (рис. 5.9);

двухбарабанными с близко расположенными друг около друга приводными барабанами (рис. 5.10, а, 5.10) и с раздельным расположением приводных барабанов на переднем и заднем концах конвейера (рис. 5.10, 5.12);

трехбарабанными с близко расположенными друг около друга барабанами (рис. 5.10, б) или с раздельным расположением двух приводных барабанов на переднем и заднем концах конвейера.

Рис. 5.9 Схема однобарабанного привода

Наиболее надежным и конструктивно простым является однобарабанный привод, так как имеет небольшие габаритные размеры, простую конструкцию, один перегиб ленты, высокую надежность, но в связи с этим ограниченный (до 240º) угол обхвата лентой барабана и пониженный коэффициент использования прочности ленты.

Однобарабанный привод небольшой мощности (до 30–50 кВт) выполняют со встроенным внутрь барабана электродвигателем и редуктором. Такие мотор-барабаны широко используются в приводах передвижных конвейеров и питателей; они компактны, имеют небольшую массу. К преимуществам однобарабанного привода относятся простота конструкции, высокая надежность, небольшие габаритные размеры.

Рис. 5.10 Приводы конвейеров с близко расположенными приводными барабанами:

а – двухбарабанный, б – трехбарабанный

Рис. 5.11 Схемы двухбарабанного привода:

а – с двумя двигателями, б – с тремя двигателями

Рис. 5.12 Расположение приводов на переднем и заднем концевых барабанах

Однобарабанный привод небольшой мощности (до 30–50 кВт) выполняют со встроенным внутрь барабана электродвигателем и редуктором. Такие мотор-барабаны широко используются в приводах передвижных конвейеров и питателей; они компактны, имеют небольшую массу. К преимуществам однобарабанного привода относятся простота конструкции, высокая надежность, небольшие габаритные размеры.

Двухбарабанные приводы с близко расположенными приводными барабанами имеют различное конструктивное исполнение, наиболее распространенным из них является двухбарабанный привод с индивидуальными приводными механизмами. В этом исполнении барабаны связаны между собой только конвейерной лентой (без дополнительной кинематической связи). У двухбарабанного привода угол обхвата лентой приводного барабана увеличивается до 400º, что позволяет использовать ленту меньшей прочности и является его основным преимуществом. Двухбарабанный привод имеет большие габариты, чем однобарабанный, более сложную конструкцию и меньшую надежность; многократные перегибы ленты снижают ее долговечность – это его основные недостатки..

По теории фрикционного однобарабанного привода соотношение между натяжениями ветвей ленты S_нб и S_сб при отсутствии скольжения

S_нб ≤ S_сб ℮^μα, (5.1)

где μ – коэффициент трения ленты о поверхность барабана;

α – угол обхвата лентой барабана, рад.

Величину ℮^μα, определяющую тяговую способность барабана, называют «тяговым фактором».

Тяговое усилие барабана без учета потерь из-за жесткости ленты

W = S_нб – S_сб = S_сб (℮^μα – 1) или W ≤ (℮^μα – 1) S_нб / ℮^μα. (5.2)

Тяговое усилие барабана возрастает с увеличением угла обхвата, коэффициента трения и первоначального натяжения ленты. Для увеличения коэффициента трения поверхность барабана футеруют фрикционными материалами с насечками в виде прямоугольников или ромбов глубиной 3–4 мм.

Расчетное натяжение сбегающей ветви ленты

S_сб = K_з W / (℮^μα – 1). (5.3)

Расчетное натяжение набегающей ветви ленты

S_нб = S_сб ℮^μα = K_з W ℮^μα / (℮^μα – 1), (5.4)

где K_з = 1,1–1,2 – коэффициент запаса сцепления ленты с барабаном;

W – тяговое усилие, равное общему сопротивлению движения ленты, определяемое тяговым расчетом, Н.

Мощность приводного двигателя

N = K₃ W v / (1000 η), (5.5)

где v – скорость движения ленты конвейера , м/с;

η – общий кпд механизма привода (обычно η = 0,8–0,9).

В двухбарабанном приводе

S_нб1 ≤ S_сб2 ℮(^{μ1α1+ μ2α2}), (5.6)

где S_нб1 – натяжение ветви ленты, набегающей на первый по ходу ленты барабан, Н;

S_сб2 – натяжение ветви ленты, сбегающей со второго приводного барабана, Н;

μ₁ и μ₂ – коэффициенты трения ленты о поверхность первого и второго барабанов;

α₁ и α₂ – углы обхвата лентой первого и второго барабанов, рад.

Общая мощность двигателей двухбарабанного привода [2]

N = N₁ + N₂, (5.7)

N₁ = N K_ф / (K_ф + 1) ≈ N_1Д, (5.8)

N₂ = N / (K_ф + 1) ≈ N_2Д, (5.9)

где K_ф = N_1Д / N_2Д – коэффициент соотношения мощностей на первом и втором барабанах;

N_1Д и N_2Д – принятые по каталогу мощности электродвигателей.

Обычно принимают K_ф = 1– 3, чаще K_ф = 2, тогда на первом барабане устанавливают два одинаковых приводных механизма и электродвигателя, а на втором – один такой же комплект.

Общее суммарное тяговое усилие распределяется на два окружных усилия, создаваемых первым и вторым барабаном [2]

W = W₁ + W₂, (5.10)

W₁ = W K_ф / (K_ф + 1), (5.11)

W₂ = W / (K_ф + 1). (5.12)

Выбор места расположения и типа привода (рис. 3.14, 3.15) зависит от протяженности и профиля трассы конвейера, значения коэффициента трения между лентой и поверхностью приводного барабана µ и коэффициента использования прочности ленты.

Барабаны приводные и неприводные изготавливают сваркой с обечайкой из листовой стали. По форме обода барабаны выполняют с цилиндрической или бочкообразной поверхностью – гладкой или с насечками. Тяговые свойства приводного барабана повышают путем увеличения натяжения ленты или угла обхвата лентой приводного барабана, использования высокофрикционных футеровок с продольными или шевронными ребрами.

Рифленая поверхность приводного барабана обеспечивает увеличение коэффициента сцепления ленты с барабаном и тягового фактора привода, уменьшая при этом необходимое натяжение ленты, увеличивая срок службы ленты и ее стыковых соединений.

Мощность приводных блоков выбирается из стандартного ряда: 200, 250, 320, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1500 кВт.

Дополнительное прижатие ленты к приводному барабану осуществляется с помощью установки прижимных барабанов, с использованием вакуума или магнитных сил и других приспособлений.

Вал приводного или ось неприводного барабанов устанавливается в опорах на подшипниках. Для соединения приводного барабана с выходным валом редуктора применяется зубчатая муфта, валы двигателя и редуктора соединяются упругой муфтой. На конвейерах, имеющих наклонный участок для предотвращения самопроизвольного обратного движения загруженной ветви устанавливают храповый останов или тормоз.

Геометрические параметры приводных барабанов зависят от конструкции и прочности ленты.